母線保護(hù)是將母線上所有支路的電流互感器按同名相、同極性連接到差動(dòng)回路,它的主要功能是當(dāng)被保護(hù)的母線發(fā)生故障時(shí)迅速斷開與故障母線相連的所有支路斷路器,若母線范圍以外發(fā)生故障時(shí)母線差動(dòng)保護(hù)裝置拒絕動(dòng)作。由于母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作會(huì)導(dǎo)致母線上所有支路斷路器跳閘,造成大面積的停電事故,所以母線差動(dòng)保護(hù)能否正確動(dòng)作,是電力系統(tǒng)長期以來一直關(guān)注的問題。其中母線保護(hù)的極性是影響它能否正確動(dòng)作的主要因素,母線保護(hù)上任一支路電流互感器極性接線錯(cuò)誤,都會(huì)影響母線保護(hù)的正確動(dòng)作,造成惡性電網(wǎng)事故。
[摘要]文章針對(duì)新建變電站,介紹了一種全新的母線保護(hù)極性檢驗(yàn)方法。本方法避免了帶負(fù)荷檢驗(yàn)?zāi)妇保護(hù)的極性,提高了母線保護(hù)的應(yīng)用率,保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
[關(guān)鍵詞]母線保護(hù),電流回路,通流試驗(yàn)
1概述
本文針對(duì)新建變電站,介紹了一種全新的母線保護(hù)極性檢驗(yàn)方法。本方法避免了帶負(fù)荷檢驗(yàn)?zāi)妇保護(hù)的極性,提高了母線保護(hù)的應(yīng)用率,保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2常規(guī)極性測(cè)試方法
常規(guī)校驗(yàn)?zāi)妇保護(hù)的極性一般都是在母線保護(hù)投運(yùn)時(shí),在母線各支路都帶電運(yùn)行的情況下,退出母線保護(hù)進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)量,根據(jù)測(cè)量結(jié)果來核對(duì)母線差動(dòng)保護(hù)的極性是否正確。這種做法存在許多缺陷,首先,退出母線差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)量時(shí),由于母線上所帶支路較多,校驗(yàn)時(shí)間較長,若在此期間母線發(fā)生故障,母線差動(dòng)保護(hù)拒絕動(dòng)作,造成惡性電網(wǎng)事故。再者,母線保護(hù)極性校驗(yàn)受負(fù)荷電流的影響較大,在負(fù)荷電流較小時(shí)可能出現(xiàn)極性校驗(yàn)錯(cuò)誤的情況。特別是母聯(lián)支路的電流在正常的情況下較小,極性接錯(cuò)時(shí)較難發(fā)現(xiàn);另外根據(jù)測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)母線保護(hù)某支路電流互感器極性接線錯(cuò)誤時(shí),由于各支路都帶電運(yùn)行,整改該支路電流互感器極性時(shí)難度較大。
對(duì)于新建變電站的母線保護(hù)極性的校驗(yàn)工作,可以根據(jù)變電站接線方式,在給各支路電流互感器做通流試驗(yàn)的同時(shí),檢驗(yàn)?zāi)妇保護(hù)的極性。這樣既提高了工作效率,又能做到事故前的預(yù)控,保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
3電流互感器的通流試驗(yàn)
所謂電流互感器的通流試驗(yàn),是指用TA升流器在電流互感器一次側(cè)通入較大的電流,根據(jù)電流互感器的銘牌上的設(shè)備參數(shù),存其對(duì)應(yīng)的二次回路中,分別檢查二次回路中繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置采樣值的大小和相位,以及測(cè)量裝置、計(jì)量裝置及其他裝置的大小和相位,以判斷回路接線是否正確。電流互感器的通流試驗(yàn)是新建變電站投運(yùn)前必須要做的項(xiàng)目,一般都是在其它試驗(yàn)項(xiàng)目完成后再進(jìn)行電流互感器的通流試驗(yàn),通流試驗(yàn)結(jié)束后嚴(yán)禁在二次回路上進(jìn)行任何工作。
對(duì)新建變電站各支路電流互感器的通流試驗(yàn)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的接線采取靈活的方式,對(duì)整個(gè)變電站的電流二次回路進(jìn)行統(tǒng)一檢查。比如母線保護(hù)的極性就可以在電流互感器的通流試驗(yàn)時(shí)檢驗(yàn),下面介紹如何利用通流試驗(yàn)來檢驗(yàn)?zāi)妇保護(hù)的極性。
4通流試驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)妇保護(hù)的極性
通過電流互感器的通流試驗(yàn)檢驗(yàn)?zāi)妇保護(hù)的極性,一般采取變電站的I段母線的任一支路電流互感器和母聯(lián)電流互感器,以及II段母線的任一支路電流互感器三者串帶的方式。根據(jù)變電站的接線方式,通過操作一次設(shè)備使三個(gè)電流互感器的一次值矢量和為零,此時(shí)若對(duì)應(yīng)母線保護(hù)的差動(dòng)電流值為零,則這三個(gè)支路的母線保護(hù)的極性正確,否則重新檢查三個(gè)支路母線保護(hù)的極性。下面就以許繼公司的WMH-800型母線保護(hù)為例簡(jiǎn)單介紹這種新型的實(shí)驗(yàn)方法。
首先簡(jiǎn)單介紹一下WMH-800型母線保護(hù)的差動(dòng)電流的一些基本知識(shí),現(xiàn)在的微機(jī)母線保護(hù)普遍都采用帶比率制動(dòng)特性的電流差動(dòng)保護(hù),它的動(dòng)作原理建立在基爾霍夫電流定律的基礎(chǔ)上,把母線視為一個(gè)節(jié)點(diǎn),母線在正常工作或其保護(hù)范圍外部故障時(shí),所有流入及流出母線的電流之和為零,而在內(nèi)部故障情況下,所有流入及流出母線的電流之和不再為零。差動(dòng)保護(hù)通過大差比率差動(dòng)元件和小差比率差動(dòng)元件來正確地區(qū)分被保護(hù)元件的內(nèi)部和外部故障,其中大差比率差動(dòng)元件作為區(qū)內(nèi)故障的判別元件,小差比率差動(dòng)元件作為故障母線選擇元件。即由大差比率差動(dòng)元件是否動(dòng)作,區(qū)分母線區(qū)內(nèi)故障與母線區(qū)外故障;當(dāng)大差比率差動(dòng)元件時(shí),由小差比率差動(dòng)元件是否動(dòng)作決定故障發(fā)生在哪一段母線。大差比率差動(dòng)元件由大差電流啟動(dòng),當(dāng)大差電流大于大差比率差動(dòng)元件的整定值時(shí),大差比率差動(dòng)元件動(dòng)作,小差比率差動(dòng)元件由小差電流啟動(dòng),當(dāng)小差電流大于小差比率差動(dòng)元件的整定值時(shí),小差比率差動(dòng)元件動(dòng)作。
下面就以雙母線系統(tǒng)為例介紹母線保護(hù)中大差和小差的計(jì)算方法和保護(hù)范圍,其邏輯圖如圖1所示。
圖1中I線和II線TA的極性端在母線側(cè),母聯(lián)TA極性端在I母?jìng)?cè),且三個(gè)TA的變比相同。大差,ID=I1+I2,I母小差I(lǐng)D=I1+IM,II母小差I(lǐng)D2=I1+IM。母線在正常工作或其保護(hù)范圍外部故障時(shí),I1和I2大小相等,方向相反,此時(shí)大差和小差電流都為零。當(dāng)I母發(fā)生故障時(shí),I1和I2大小相等,方向相同,此時(shí)大差為2倍的I1大差比率差動(dòng)元件動(dòng)作,I1和I2大小相等,方向相同,此時(shí)I母小差為2倍的I2,I母小差比率差動(dòng)元件動(dòng)作切除I母上所有斷路器。I1和IM大小相等,方向相同,此時(shí)II母線,XXI互感器的變比為600/5,XXII互感器的變比為600/5,XX220互感器的變比為600/5,分別合上XXI線的XXI南隔離開關(guān),XXI斷路器,XX220南隔離開關(guān)、XX220北隔離開關(guān)和XX220斷路器,線路XXII線的XXII北離開關(guān)、XXII斷路器,XXII甲、II地隔離開關(guān)。將TA升流器的極性端K1接在XXI線A相電流互感器的非極性P2端,非極性端K2端接在變電站的地網(wǎng)上,然后從TA升流器加600A的電流。則此電流從支路XXI的A相電流互感器的非極性端流入到變電站的南母上,通過XX220南、XX220TA的極性端流入到變電站的北母上,然后由XXII北通過XXII電流互感器的極性端流向大地,與電流互感器升流器的K2形成回路。
此時(shí)在母線保護(hù)屏設(shè)置好相關(guān)參數(shù)后,查看大差電流,若I1=I1+I2=0,I母小差I(lǐng)I母小差I(lǐng)1+I2=O,則這三個(gè)支路的A相電流互感器極性接線正確,否則極性錯(cuò)誤。A相試驗(yàn)結(jié)束后按同樣試驗(yàn)方法再檢驗(yàn)這三個(gè)支路的B、C兩項(xiàng)電小差為零,II母小差比率差動(dòng)元件不動(dòng)作。下面就以雙母線接線方式的新建變電站為例介紹如何通過升流試驗(yàn)來檢驗(yàn)?zāi)妇保護(hù)的極性,試驗(yàn)接線原理圖如圖2所示。
在圖2中南母為變電站的I段母線,北母為II段母流互感器接線極性。這三個(gè)支路試驗(yàn)結(jié)束后,TA升流器和線路XXI線、母聯(lián)的接線方式保持不動(dòng),將XXII線的XXII北和XXII甲、XXII地的隔離開關(guān)拉開,并按XXⅡ線的接線方式依次操作其余各支路,以此類推檢驗(yàn)整個(gè)變電站母線保護(hù)的極性。
5結(jié)束語
從電流互感器一次側(cè)通人大電流檢驗(yàn)線路保護(hù)、母線保護(hù)、主變差動(dòng)保護(hù)和后備保護(hù)的極性,有效的避免了帶負(fù)荷校驗(yàn)保護(hù)極性的不足,發(fā)現(xiàn)保護(hù)極性接線錯(cuò)誤及時(shí)整改,做事故的預(yù)控;同時(shí)減少保護(hù)退出時(shí)間,保證了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。隨著電網(wǎng)的發(fā)展,電力設(shè)備的更新,將會(huì)有許多新的試驗(yàn)方法等待我們?nèi)?chuàng)新。
在現(xiàn)實(shí)工作中一定要留意每一個(gè)細(xì)節(jié),注意每一個(gè)試驗(yàn),分析每一次缺陷,總結(jié)每一個(gè)亮點(diǎn),搞好科技攻關(guān),創(chuàng)造出更好更切合實(shí)際的試驗(yàn)方法和科技項(xiàng)目服務(wù)電流系統(tǒng)。使我們的電網(wǎng)更加穩(wěn)定,更加堅(jiān)強(qiáng)。
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